在粘合剂研发过程中，如何平衡内聚力和界面粘合力一直是一个挑战。湖南大学材料科学与工程学院张世国教授团队针对这一难题，提出了一种创新的方法，采用自发聚合的质子离子液体（Protic Ionic Liquids, PIL），为破解这一瓶颈带来了新希望。

      该团队在国际知名综合类期刊《Nature Communications》（IF=17.694）上发表了题为“Small-molecule ionic liquid-based adhesive with strong room-temperature adhesion promoted by electrostatic interaction”的研究论文。课题组博士研究生张俊为第一作者，张世国教授为唯一通讯作者。

       大量研究表明，胶粘剂的粘接强度和胶粘剂与被粘物之间的作用力以及胶粘剂分子之间的作用力有关。传统胶粘剂一般采用基于共价键的传统聚合物作为有效成分。然而，高分子量的聚合物胶粘剂在使用时通常难以实现良好的界面浸润效果，并且易于形成较厚的粘接层，在造成资源浪费的同时还限制了其在柔性器件中的应用。将低分子量有机物直接作为胶粘剂使用可以巧妙规避传统聚合物胶粘剂制备和应用过程中出现的上述问题。尽管如此，低分子量有机物相较于聚合物相对较弱且难以平衡的内聚强度和界面粘附强度一直是阻碍其应用于胶粘剂领域面临的重大挑战之一。

离子液体超分子聚合物粘附材料的粘附性能测试与粘附机理解释

       针对上述关键问题，张世国教授团队将离子液体（IL）片段嵌入具有大量强氢键相互作用的有机分子骨架中，制备出了室温附近表现出极高粘接强度的基于离子液体的超分子聚合物粘附材料。离子液体基团的引入，不仅可以通过阴、阳离子间的静电相互作用提高材料本身的内聚强度，而且能有效抑制刚性和有序氢键网络的形成，释放更多能在界面处形成氢键的氢键供体/受体，提高界面粘附强度，从而实现小分子离子液体在各种基底表面的高强度粘附。并且，将其与碳纳米管结合可以进一步制备出具有一定导电性、自愈合行为和电控粘附性的复合型胶粘剂。

     这是该团队在前期高粘附性聚离子液体材料研究的基础上（Adv. Mater. 2021, 33, 2100962）取得的最新进展之一。该项研究得到了国家海外高层次人才计划项目、国家自然科学基金、湖南省“揭榜挂帅”项目等基金项目的支持。

  (文章来源：湖南大学材料科学与工程学院)